JPH0227010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は塗料、薬品などの分野で、溶剤、顔
料その他添加剤などの原料〔媒質〕をガラス、ス
チール等の粒状媒体とともに撹拌し分散処理を行
うために用いられるグレインミル、ボールミルと
称される如き分散撹拌機に関するもので、詳しく
はより高度な分散処理を行なうために開発された
分散撹拌機にかかる発明である。

〔従来の技術〕

従来、第１２図に示すように、外周面にジヤケ
ツトＢを形成し冷却可能であつて、固定されたベ
セルＡ内に回転軸Ｃを配設し、該回転軸Ｃに設け
た複数のデイスクＤ，ＤによつてベセルＡ内に供
給される媒質を撹拌し分散せしめる分散撹拌機が
知られている。

そして、より高度な分散処理を必要とする場合
は、複数の分散撹拌機を用い、１つの分散撹拌機
によつて処理された媒質を別の分散撹拌機に導入
し、同じ処理を繰返し行つていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の複数の分散撹拌機を用いるものでは、そ
れだけ余分な機械設備および設置スペースを必要
とし不経済であるばかりでなく、媒質が一方向に
のみ流動する従来の分散撹拌機では、機内の最短
距離を通過してしまい〔シヨートパス〕十分な分
散処理が行なわれないまま機外に排出される媒質
が存在し、高品位の高度に分散処理された製品を
得にくいという欠点があつた。

上記欠点に鑑み、本発明は１台の分散撹拌機
で、高度な分散処理が可能であるとともに、従来
のようにシヨートパスの可能性の少ない分散撹拌
機を発明したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明分散撹拌機は、ケーシングをなす固定ベ
セル１の内部に媒質が軸方向に流通可能な筒状の
回転ベセル２と、その内方に複数のデイスク４，
４を有する撹拌軸３を配設する。

固定ベセル１内に回転ベセル２を配設すること
によつて、固定ベセル１内の空間を、固定ベセル
１と回転ベセル２との空間５および回転ベセル２
内方の空間６とに区画するとともに、両空間５，
６は回転ベセル２軸方向の両端部において媒質が
流通可能とする。

そして、上記空間５および６の一部に媒質を一
方向に移動せしめる循環手段を設けることによつ
て固定ベセル１内の媒質が前記空間５，６を循環
し得るものとするとともに、回転ベセル２の回転
と撹拌軸３の回転を異ならせ、空間５および６の
いずれにおいても分散作用を行なわせるようにし
たものである。

〔作 用〕

導入口７より固定ベセル１内に導入された媒質
は循環手段の助けによつて空間５内を一方向〔図
面の上方〕へ移動し、この間に分散作用がなされ
る。

回転ベセル２の一端部〔上端部〕に到達した媒
質は回転ベセル２内方の空間６に導入され、この
空間６ではデイスク４，４によつて撹拌され分散
作用を受けつつ前記空間５とは逆方向に移動し、
他端部〔図面の下端〕へ到達した媒質は再度空間
５に導入され、空間５における分散作用を受け
る。

このように、固定ベセル１内の媒質は空間５と
空間６とを循環可能となるが、この間に十分に分
散処理された媒質のみが、媒体との分離器８を通
つて排出口９より機外に排出される。

しかして、例え空間５あるいは６内をシヨート
パスした媒質が存在しても、これは何度でも空間
５と６とを循環することになり、十分に分散処理
がなされた均質な媒質のみが排出されることにな
る。

〔実施例〕

以下、本発明分散撹拌機の実施例を添付の図面
に基づいて説明する。

第１図ないし第１０図は本発明を縦型の分散撹
拌機に応用した実施例を示している。

図に示すように、フレームを構成する円筒状の
固定ベセル１の外周面にはジヤケツト１０を設
け、導入口１１より導入され排出口１２から排出
される冷却水によつて冷却、即ちベセル内の温度
制御をなし得るようにしてある。

固定ベセル１内には、回転ベセル２および撹拌
軸３を配設するが、回転ベセル２は固定ベセルよ
りも短い円筒状とし、その上端と固定ベセルの天
壁１ａとの間および下端と固定ベセルの底壁１ｂ
との間にそれぞれ隙間を保持し媒質が流通可能な
状態で保持している。そして、筒状の回転ベセル
の下端はアーム部材１３，１３によつて中心部に
おいて、固定ベセルの底壁１ｂを貫通する回転軸
１４に固定し回転自在とする。

一方、回転ベセル２の内方に配設する撹拌軸３
は固定ベセルの天壁１ａを貫通させて保持し、回
転ベセル２の回転軸１４および撹拌軸３は、それ
ぞれ別の動力〔図示していない〕によつて駆動さ
れる。

この種分散撹拌機は、あらかじめベセル内にビ
ーズなどの媒体を投入しておき、順次導入される
媒質を媒体とともに撹拌することによつて導入さ
れた媒質の分散処理を行ない、分散処理が完了し
たものは媒体と分離して媒質のみを機外に排出す
るものである。そこで、図示実施例では固定ベセ
ル１の天壁１ａにギヤツプセパレーターとして公
知の分離器８とこれに続く排出口９を設けてい
る。

この分離器は固定部分と一定寸法〔媒体の粒子
直径よりも小さな隙間〕を保持して回転する円板
８ａとの隙間を通過させることによつて媒体と媒
質とを分離させるものであるが、これを撹拌軸２
に装着することによつてベセルの中心部に位置さ
せている。

分離器８をベセルの中心部に位置させることに
よつて、ベセル内の媒質のうち、より分散処理の
進行したもののみを排出することができる訳であ
る。その理由は、分散処理を行う媒質は一般に処
理の進行したものが未進行のものに比較し比重が
小さいため、処理の進行したものが回転の中心部
に集まる傾向があるためで、空間５からベセル上
部に循環してきた媒質のうち処理が進行したもの
は分離器８を通つて機外に排出されるが、未進行
のものは回転ベセル２の内方の空間６に循環され
ることになる。

なお、回転ベセル２と撹拌軸３とは異なる回転
とすることによつて、空間５および空間６のいず
れかにおいても媒質の分散処理が行なわれるよう
にするが、この回転は異なる回転方向とする場合
と、同方向であつて回転速度を異ならせる方法と
がある。

回転方向が異なるものでは回転ベセル２と撹拌
軸とが相対的により高速回転として作用するた
め、空間６内における媒質の撹拌がより能率的に
行なわれる傾向がある。これに対し、回転方向が
同じもの、例えば、回転ベセル２の回転数よりも
高速で撹拌軸３が回転するものでは、ベセル内の
媒質の渦流傾向が顕著となり、比重の軽い媒質が
ベセルの中心部に集中し易いものとなるであろ
う。要は、固定ベセルと回転ベセル、回転ベセル
と撹拌軸との間に相対的な回転効果を得られるも
のであればよい。

次に、ベセル内における分散撹拌作用に付いて
説明する。

本発明では、回転ベセル２によつて区画される
空間５および６のいずれの空間においても分散撹
拌作用を行なわせるものであるが、空間６内部に
おける分散撹拌は従来の１つのベセル方式のもの
と同様、デイスク４，４によつて行なわれる。

そこで、空間５における分散撹拌作用に付いて
説明すると、第１図、第２図に示す実施例では、
固定ベセル１の内周面および回転ベセル２の外周
面には何ら特別な撹拌手段を設けていない。しか
しながら、回転ベセル２が回転することによつ
て、相対向している固定ベセルの内周面と回転ベ
セルの外周面とに相対的な移動を生じるため、こ
の面と面の移動による分散撹拌効果を得ることが
できる。この場合、固定ベセル１と回転ベセル２
との隙間Ｘを例えば５〜10mmというように、なる
べく小さなものとすると効果的である。

もつとも、この隙間Ｘは媒質とともに撹拌され
る媒体の粒子直径によつて制限され、好ましい隙
間Ｘが設計される。

これに対し、第３図、第４図に示す実施例で
は、回転ベセル２の外周面に複数のピン１５，１
５を、また固定ベセル１の内周面には高さを異な
らせて前記ピン１５，１５と衝突しない位置に、
別の複数のピン１６，１６突設し、空間５内の媒
質に対する撹拌効果を高めるようにしている。

もつとも、このピン１５および１６はいずれか
一方であつてもよい。

また、第５図に示す実施例では回転ベセル２の
外周面に、例えば上下方向の一定間隔に複数の環
状デイスク１７を突設するとともに、固定ベセル
１の内周面には前記場合と同様内向きのピン１
６，１６を突設している。

さらに、第１０図に示す実施例では回転ベセル
２を角筒状〔図面上断面六角形であるが、例えば
四角、あるいは八角あるいはそれ以上の多面体と
する〕としている。

このように、回転ベセル２を角筒状とした場
合、その稜線１８，１８による撹拌効果と、固定
ベセル１の内面との寸法変化による撹拌効果とを
生じ、この効果は空間５ばかりでなく空間６内に
おいても同様の撹拌効果を得ることができる。

以上述べたように、空間５内における媒質の分
散撹拌作用は、固定ベセルの内面と回転ベセルの
外面との相対的移動による効果や、ピン１５，１
６あるいは円環状のデイスク１７および回転ベセ
ルの断面形状、またはこれらの図示以外の組合せ
によつて、より効果的に設計することが可能であ
る。

本発明では、ベセル内の媒質を空間５と６とに
循環させるものであるが、単に回転ベセル２と撹
拌軸３とに異なる回転を与えるのみでは、十分な
循環効果を得ることができない。そこでベセル内
の媒質を循環方向へ強制的に移動させる循環手段
を設ける。

この循環手段はどのような方法であつてもよい
訳であるが、第１図、第２図に示す実施例では、
回転ベセル２の外周面に翼部材１９，１９を設
け、空間５内の媒質を強制的に上方へ移動せし
め、その反作用として空間６の下端より空間５内
への媒質の循環を促進せしめている。

これに対し、第３図に示す実施例では、回転ベ
セル２の下方に位置し回転ベセル２の回転軸１４
に固定される円板２０としている。これは、回転
ベセル２の下方に回転ベセルとともに回転する円
板２０を配置することにより、該部分の媒質に遠
心力を生ぜしめるものである。媒質の循環効果を
高めるためには上記円板２０を、第６図に示すよ
うな翼部材２１としてもよい。

第７図に示す実施例は、回転ベセル２の外周の
全部または一部に螺旋状突起物２２を突設し、空
間５内の媒質に上昇力を与えるものである。

もつとも、分散撹拌機では、一般的な混合装置
や撹拌装置と異なり、媒質中にビーズなどの媒体
を混入し、分散効果を高めているため媒体自体を
破損すような回転部材を内蔵することは好ましく
ない。その意味で上記螺旋状突起物は図示例のよ
うに丸みのあるものとするのがよい。

第９図に示す実施例は、回転ベセル２を支持す
るアーム部材を翼形アーム部材１３′となし、軸
方向への媒質の循環効果を得るものである。

以上述べた媒質の循環手段は、いずれも回転ベ
セル２の回転力を利用したものであるが、これと
は別の回転部材である撹拌軸３の回転力を利用す
ることもできる。第８図に示す実施例は、撹拌軸
３の下端に翼部材２３を装着し、空間６内の媒質
に対し下方への流れを付与している。

このように、媒質の循環手段は空間５および６
のいずれの部分にあつてもよく、また、この循環
手段はベセル内の媒質に大きな流れを生ぜしめる
のが目的ではない。要は、媒質に対しある程度の
循環流が得られるものであればよく、上記実施例
以外に、別の動力を用いるものなど、任意のもの
を利用することができる。

第１図ないし第１０図に示す実施例は縦型の分
散撹拌機に応用したものであるが、本発明は第１
１図に示すような横型の分散撹拌機や傾斜型の分
散撹拌機に応用することもできるのは勿論であ
る。この場合、基本的な構造は縦型のものと何ら
変る所はない。

〔発明の効果〕

従来の分散撹拌機では、処理物質、処理目的に
よつて十分に分散させることができず、より高度
な分散処理を必要とする場合は複数台の分散撹拌
機を通過させていたため、機械の設置スペースや
工程が増えるなどの欠点があつた。また、例え、
複数台の分散撹拌機を通過させて処理するとして
も、一台の分散撹拌機においてベセル内をシヨー
トパスした媒質は所望の分散処理がなされないま
ま機外に排出されるため、均質な分散製品を得に
くいという欠点があつた。

これに対し、本発明分散撹拌機によれば、固定
ベセル内に回転ベセルを設け、該回転ベセルによ
つて２つの空間に区画し、機内に導入された媒質
が上記２つの空間を十分に分散されるまで循環す
るようにしたため、均一な品質の高度に分散され
た製品を、１台の分散撹拌機によつて得ることが
でき、従来の分散撹拌機による場合の欠点を如く
解決することができる特長がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面の第１図ないし第１１図は、本発明分
散撹拌機の実施例を示すもので、第１図は縦断面
図、第２図は第１図の―線断面図、第３図は
別の実施例を示す縦断面図、第４図は第３図の
―線断面図、第５図はさらに別の実施例を示す
横断面図、第６図は循環手段の変形実施例を示す
横断面図、第７図は回転ベセルの変形実施例を示
す正面図、第８図は循環手段の変形実施例を示す
ベセル下半部の縦断面図、第９図は循環手段の変
形実施例を示す回転ベセルの下方斜視図、第１０
図は回転ベセルの変形実施例を示す横断面図、第
１１図は横型の分散撹拌機に応用した実施例を示
す部分切断の正面図、第１２図は従来例を示す概
略の縦断面図、である。 １…固定ベセル、２…回転ベセル、３…撹拌
軸、４…デイスク、５，６…空間、７…導入口、
８…分離器、９…排出口、１３…アーム部材、１
４…回転軸、１５，１６…ピン、１７…環状デイ
スク、１８…稜線、１９，２１，２３…翼部材、
２０…円板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定ベセル１内に複数のデイスク４，４を有
   する撹拌軸３を配設し、固定ベセル１内に供給さ
   れる媒質を媒体とともに撹拌し、分散処理された
   媒質を機外に排出する分散撹拌機において、固定
   ベセル１の内部には媒質が軸方向に流通可能な筒
   状の回転ベセル２と、その内方に複数のデイスク
   ４，４を有する撹拌軸３を配設し、該回転ベセル
   ２によつて固定ベセル１内の空間を固定ベセル１
   と回転ベセル２との空間５および回転ベセル２内
   方の空間６とに区画し、該回転ベセル２の軸方向
   の両部において空間５と６とを導通せしめ、か
   つ、前記両空間５，６の一部に媒質を一方向に移
   動せしめる循環手段を設け、固定ベセル１内の媒
   質が空間５，６を循環可能とするとともに、回転
   ベセル２の回転と撹拌軸３の回転を異ならせ、空
   間５および６のいずれにおいても分散作用を行な
   わせようにし、分散処理の進行した媒質のみを排
   出する排出手段を設けたことを特徴とする分散撹
   拌機。 ２ 空間５における媒質の分散作用は、固定ベセ
   ル１の内周面と回転ベセル２の外周面との隙間Ｘ
   を少なくし、上記２つの面の相対的移動による撹
   拌作用によつて行なわしめてなる特許請求の範囲
   第１項記載の分散撹拌機。 ３ 空間５における媒質の分散作用は、回転ベセ
   ル２の外周面に突設した複数の環状デイスク１
   ７，１７によつて行なわしめてなる特許請求の範
   囲第１項記載の分散撹拌機。 ４ 空間５における媒質の分散作用は、回転ベセ
   ルの外周面に突設した複数のピン１５，１５によ
   つて行なわしめてなる特許請求の範囲第１項記載
   の分散撹拌機。 ５ 空間５における媒質の分散作用は、固定ベセ
   ル１の内周面に突設した複数のピン１６，１６に
   よつて行なわしめてなる特許請求の範囲第１項記
   載の分散撹拌機。 ６ 媒質の循環手段は、回転ベセル２の下方に位
   置し、回転ベセルの回転軸１４に固定される円板
   ２０である特許請求の範囲第１項記載の分散撹拌
   機。 ７ 媒質の循環手段は、回転ベセル２の下方に位
   置し、回転ベセルの回転軸１４に固定される翼部
   材２１である特許請求の範囲第１項記載の分散撹
   拌機。 ８ 媒質の循環手段は、回転ベセル２の外周面の
   一部に設けた翼部材１９である特許請求の範囲第
   １項記載の分散撹拌機。 ９ 媒質の循環手段は、回転ベセル２の外周面の
   一部に形成した螺旋状突起物２２である特許請求
   の範囲第１項記載の分散撹拌機。 １０ 媒質の循環手段は、撹拌軸３の下端に設け
   た翼部材２３である特許請求の範囲第１項記載の
   分散撹拌機。 １１ 回転ベセル２を、角筒状としてなる特許請
   求の範囲第１項記載の分散撹拌機。 １２ 回転ベセル２と撹拌軸３とを異なる方向に
   回転せしめてなる特許請求の範囲第１項記載の分
   散撹拌機。 １３ 回転ベセル２と撹拌軸３とは同方向であつ
   て、異なる回転数で回転せしめてなる特許請求の
   範囲第１項記載の分散撹拌機。